岩溶储层极为复杂、研究难度大，采用注重控制因素和形成过程的岩溶相分析可以提供更可靠的地质依据。通过塔河油田主体区奥陶系岩溶储层精细描述，发现该区在岩溶期的塔北隆起挤压走滑背景下，呈一系列河流—落水洞—岩溶湖形成的峰丘—高地、残丘—谷地、岩溶湖泊—洼地等岩溶相带：形成了S74（NE向）和S48（近SN向）2个带状峰丘—高地，这两个峰丘—高地将研究区与其他岩溶相带系统隔离开来，河流穿过峰丘—高地以瀑布形式进入喇叭口状残丘—谷地，部分河流通过落水洞进入渗流岩溶带和径流岩溶带形成驻水洞和地下河，部分流入下游的岩溶湖泊—洼地。通过分析峰丘—高地和残丘—谷地岩溶相带的断层—裂缝特征、缝洞溶蚀作用、缝洞充填等岩溶相标志，并引入湖南现代岩溶相带形成过程分析，提出了岩溶相带模式，阐明了地表河与地下河及其缝洞储集空间的分布规律。研究结果为碳酸盐岩缝洞型储层预测评价和地质建模提供了岩溶地质依据。

以地震解释资料为基础，对渤海湾盆地歧口凹陷的构造演化及断裂带形成过程进行剖析，将歧口凹陷构造演化分为裂陷Ⅰ幕、裂陷Ⅱ幕和后裂陷期3个阶段。裂陷Ⅰ幕，歧口凹陷呈断陷结构，先存NNE向、NWW向断层发生斜向伸展，NE向断层为新生断层；裂陷Ⅱ幕，歧口凹陷呈断-坳结构，先存NNE向、NWW向、NE向断裂再活动，EW向断层为新生断层；后裂陷期，歧口凹陷呈坳陷结构，多期斜向伸展变形叠加形成现今不同类型的断裂带。断裂带可划分为5种类型：第1类多期伸展型断裂带由前古近系先存NNE向伸展断层叠加古近纪伸展变形而成；第2类变换-伸展型断裂带由前古近系先存NWW向变换断层叠加古近纪伸展变形而成；第3类单期伸展型断裂带由古近系伸展断层形成；第4类伸展-变换型断裂带由前古近系先存NNE向伸展断层叠加古近纪变换变形而成；第5类横向背斜型断裂带受新近系横向背斜控制而发育。在各演化阶段，主干断裂的分段生长特征及其与区域伸展应力方向的夹角共同控制了歧口凹陷中洼陷的形成、规模与迁移特征。歧口凹陷的构造演化对其烃源岩的发育、圈闭类型及油气运移有着重要影响。

页岩在沉积埋藏过程中，孔隙的形成、演变与成岩-成烃过程是同步的。为了揭示成岩-成烃作用对页岩孔隙结构的影响，以西加拿大盆地上白垩统海相未成熟页岩为研究对象，开展了地质条件约束下页岩从未成熟到过成熟阶段的成岩-成烃热模拟实验，并利用高分辨扫描电镜对热模拟后样品的微观结构进行分析，运用低温液氮吸附-脱附实验和Frenkel-Halsey-Hill （FHH）模型对实验样品的孔隙发育特征和分形维数进行定量分析。结果表明：①成岩-成烃过程中页岩的孔隙结构复杂多变，主要发育介孔和大孔，以楔状或平行板状狭缝型孔隙为主；②页岩中的孔隙比表面积主要为小于15 nm的微孔和介孔所贡献；③有机质丰度并非影响孔隙分形特征的主要因素，孔隙的结构分形维数与平均孔径存在明显的负相关关系，孔径越小孔隙间的连通性越差，孔隙结构越复杂；④不同演化阶段孔隙的分形特征差异明显，成熟阶段的生烃作用导致黏土矿物转化及矿物溶蚀可大大降低孔隙结构及表面的复杂程度，高过成熟阶段有机质孔的大量形成可增大孔隙表面的粗糙程度并使得页岩具有高的孔隙比表面积。

地热能的开发利用正成为中国新能源领域发展的重点。国家"十三五"（2016—2020年）地热能发展规划和一系列保障措施的出台将加快推动地热产业的发展。拥有丰富水热型地热资源的油田企业可将油田地热能用于原油集输、建筑物采暖、热洗油管等，替代燃油、燃气和燃煤。根据油田地热地质的特点，地热资源的评价可基于随机模拟法、单元容积法和类比法。通过随机模拟法和单元容积法对中国11个盆地或区块中埋深浅于4 km的水热型地热资源进行系统评价，地热资源量为31 784.45×10¹⁸J，地热水资源量为375 085.18×10⁸m³，可采地热资源量为47.68×10¹⁸J/a。中国东部地区含油气盆地的地热资源普遍具有温度高、埋深浅、开发利用经济效益好的特点。地热资源的分级评价可为有序、规模化开发利用油田地热能奠定基础。

页岩气作为非常规气藏，储量评估结果受地质特征和工程因素的双重影响。已开发区在产井的单井最终可采储量（EUR）通常根据产量递减规律直接评估。北美页岩气勘探开发实践表明，同一地质区带内，在相似的钻完井技术条件下，不同年度完钻井的单井最终可采储量的统计分布具有可重复性，其累积概率曲线通常服从对数正态分布。因此，可以选取生产时间较长、评估结果较为准确的在产井作为类比井，分析其单井最终可采储量的统计分布规律，用于类比评估未开发区单井最终可采储量。实际工作中，需要根据已开发区的非均质性（P₁₀/P₉₀），结合地质特征与工程因素的差异将在产井划分为不同区带，建立不同分区的单井最终可采储量概率统计分布图版，类比评估与在产井相邻的、钻完井技术条件相似的未开发区单井最终可采储量。未开发区单井最终可采储量取值方法包括Swanson法、P^法和修正系数法等，各种取值方法应用条件有差异，应根据勘探开发进展和认识程度合理选值，为项目决策提供可靠依据。

四川盆地高石梯区块震旦系灯影组四段气藏以丘滩复合体沉积和表生岩溶作用为主控因素，具有多因素叠加成因，依据现有储层分类评价标准对灯影组四段进行储层表征存在一定局限。基于岩心观察、常规测井和成像测井资料分析，结合配套CT扫描和薄片鉴定，利用储渗空间的搭配关系可将高石梯区块内灯影组四段的岩溶储层划分为孔隙型、孔隙-溶洞型和裂缝-孔洞型3类。其中，裂缝-孔洞型和孔隙-溶洞型储层具有物性好、开采动用较容易、试采效果好的特点，为灯影组四段的优质储层类型。在单井储层类型精细划分的基础上，运用常规地震剖面的储层预测技术、"蚂蚁体"追踪技术，结合典型井的试井曲线、生产曲线和无阻流量等动态资料，建立高石梯区块灯影组四段气井产能划分方案，可将气井产能模式分为3类（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类）。其中，Ⅰ类井产能模式和Ⅱ类井产能模式的优质储层占比高，其地震剖面上显示灯影组四段上亚段呈宽波谷，"蚂蚁体"属性显示缝洞体较发育，具有较好的试采效果。

为探究低频波对泡沫稳定性的协同强化规律，构建多孔介质玻璃颗粒模拟器，开展了低频波激励下泡沫在不同孔隙直径（0.541~0.657 mm）多孔介质模拟器中稳定性表征实验，结合Plateau边界流体渗流理论，建立波动条件下泡沫边界流体微渗流动力学模型。研究结果表明，振动可以提高泡沫半衰期，不同孔隙直径多孔介质模拟器中泡沫半衰期提高倍数不同且最佳振动参数不同，多孔介质模拟器孔隙直径为0.541 mm时，对应的最佳振动频率和加速度分别为30 Hz、0.7 g（g为重力加速度），泡沫半衰期提高倍数为1.55；多孔介质模拟器孔隙直径为0.657 mm时，对应的最佳振动频率和加速度分别为35 Hz、0.5 g，泡沫半衰期提高倍数为1.38。波动流体微渗流模型揭示，低频波通过改变流体微元的移动速度、缩短流体微元的移动距离来提高泡沫稳定性。

沥青质在固体表面的络合机制是解决剩余油开采难题的重要理论基础。为了给聚集抑制剂和表面活性剂的开发提供理论依据，采用分子动力学模拟，系统研究了沥青质在高定向热解石墨表面附着、聚集的特征。通过计算表面吸附过程中沥青质的自由能变化，基于Yen-Mullins模型的定量判据，结合沥青质平均相互作用分子数和分子密度分布，定量分析了沥青质在固-液界面体系与溶液体系中聚集作用的差异。分子动力学模拟分析表明，固体表面会降低沥青质的聚集程度，加快聚集过程中的阶段分化，具体包括4个阶段的界面过程：①沥青质覆盖固体表面并逐渐铺满一层；②固体表面上形成纳米聚集体；③固体表面上纳米聚集体与溶液中的纳米聚集体通过边缘堆叠、T形堆叠形成簇状物；④固体表面的聚集体与溶液中的聚集体通过脂肪侧链接触形成絮凝物。

液氮磨料射流是一种高效的破碎干热岩方式。为进一步探究其破岩机理，开展液氮磨料射流喷射高温花岗岩室内实验。从宏观角度分析岩石破碎形式、射流孔眼形态及表面特征，从微观角度分析断裂面形貌和微裂缝分布等，探究液氮磨料射流破碎高温岩石特征。同时，开展磨料水射流和氮气磨料射流破岩实验作为对照。实验结果表明，液氮磨料射流形成的孔眼形状不规则，表面凹凸不平，且破碎体积明显大于磨料水射流和氮气磨料射流。扫描电镜实验显示，低温、冲击载荷作用下，在孔眼壁面和孔眼附近区域生成大量微裂缝，其主要断裂方式为拉伸、剪切作用下岩石的脆性断裂，表现为穿晶断裂和沿晶断裂。理论分析和数值模拟研究表明，液氮低温作用对岩石造成损伤，而热应力、磨料冲击载荷和流体水楔作用在损伤岩石基础上主要以剪切和拉伸两种方式破碎岩石。

液相放电等离子体破岩是一种将电能转换为冲击波机械能的新型高效破岩技术，目前国内外对其在石油钻井中的应用研究较少。开展了液相放电等离子体破岩室内实验：首先使用3组不同厚度的页岩验证了等离子体冲击波破岩的可行性；然后使用损伤变量和声幅衰减系数作为岩样损伤表征量，定量分析了不同影响因素下，混凝土岩样受等离子体冲击波作用后的损伤程度；使用3种岩样（混凝土、页岩、砂岩），验证了该技术对不同抗压强度岩样，在不同地层中的适应性；最后借助CT扫描，观察冲击波作用前后的岩样，分析和揭示了冲击波作用下岩样的损伤破坏形态和机制。室内实验结果表明：冲击波峰值压力高达130~190 MPa；页岩被劈裂成多块，混凝土岩样的破坏深度为3~5 mm，破坏程度随放电电压和冲击次数的增加而增加；载荷相同时，岩样的破坏程度随抗压强度减小而增加，但页岩的层理结构有利于吸收冲击波能量，增加其破坏程度；岩样的破坏形式以径向裂纹、片落裂纹和冲蚀坑为主。液相放电等离子体破岩机理的研究结果表明：冲击波作用岩样，岩样表面受压被破坏，岩样内部产生切向拉伸应力，应力波从岩样内部往边界传播时，在岩-液界面反射并产生拉伸应力，当拉伸应力大于岩样抗拉强度时产生裂纹；冲击波的产生伴随着高速射流，射流的水楔作用加速裂纹的扩展，形成冲蚀坑。

出砂是制约天然气水合物安全高效长期可控开采的瓶颈之一，出砂现象的诱因及其演化规律与水合物储层动态响应行为密切相关。据此，提出了一套研究水合物开采过程中储层动态响应与出砂行为的综合数值模拟方法，并以大尺寸开采出砂防砂模拟反应釜为研究对象，以水合物胶结模式为例，分析了实验尺度下模拟水合物储层在不同开采压差条件下的储层物性、力学响应和流固体（水、气和砂）运移产出规律。结果表明：实验尺度降压开采过程中，体系温度存在快速降温、持续低温和温度回升3个阶段；水合物分解引起的气水产出和井周应力集中是水合物储层出砂的关键控制因素；同一开采压差条件下，提高水流速会导致地层出砂量增加，并且出砂速率的增幅随水流速的增大而增大，而缩小防砂筛孔孔径能够延缓出砂起始时间，并且使得出砂量显著减少。